CN101846804B

CN101846804B - 眼镜安装型图像显示装置

Info

Publication number: CN101846804B
Application number: CN201010148254.XA
Authority: CN
Inventors: 杉原良平; 龙田成示; 井场阳一
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2009-03-25
Filing date: 2010-03-25
Publication date: 2014-02-26
Anticipated expiration: 2030-03-25
Also published as: JP2010224472A; CN101846804A; HK1146843A1

Abstract

本发明提供一种可在眼镜镜片的任意位置处辨认图像的眼镜安装型图像显示装置。该眼镜安装型图像显示装置(1)具有单元主体(3)和导光部件(4)，该单元主体(3)安装在眼镜(100)的镜脚(105R)上，并具有图像显示面板(6)的驱动电路系统，该导光部件(4)位于眼镜镜片(101R)的前表面，来自该图像显示面板(6)的图像光入射到该导光部件(4)并向观察者的眼球E射出，在单元主体(3)上设有引导部件(8)，该引导部件(8)具有以眼球中心C作为基点O的圆轨道P_C，并将导光部件(4)以沿着该圆轨道P_C能滑动的方式进行保持。

Description

眼镜安装型图像显示装置

技术领域

本发明涉及眼镜安装型图像显示装置，特别是可在眼镜镜片的宽度方向(左右方向)的任意位置处进行图像视认的眼镜安装型图像显示装置。

背景技术

作为眼镜安装型图像显示装置，公知有这样的头部安装型显示装置：在眼镜的2根镜脚中的一方上设置主体部，并在该主体部上设置可在镜脚的长度方向上进退移动的图像显示部，通过使该图像显示部在使用位置和待机位置之间进退移动，能将图像显示部定位在使用位置和待机位置(参照专利文献1)。

【专利文献1】日本特开2008-627825号公报

然而，在上述现有的头部安装性显示装置中，留有这样的问题：只能进行使用位置和待机位置这两个位置设定，也就是说，在使用位置处，图像显示部的位置总是固定的，不能根据观察者的喜好和环境适当进行使用位置的变更。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种可在眼镜镜片的任意位置处进行图像视认的眼镜安装型图像显示装置。

本发明是为了解决上述课题而作成的，该眼镜安装型图像显示装置具有单元主体和导光部件，所述单元主体安装在眼镜的镜脚上，并具有图像显示面板的驱动电路系统，所述导光部件位于眼镜镜片的前表面，来自该图像显示面板的图像光入射到所述导光部件，并向观察者的眼球射出，所述眼镜安装型图像显示装置的特征在于，在所述单元主体上设有引导部件，该引导部件具有以眼球中心作为基点的圆轨道，并将导光部件以沿着该圆轨道能滑动的方式进行保持。

在该眼镜安装型图像显示装置中，当观察者使配置在眼镜镜片的前表面的导光部件朝眼镜镜片的左右方向中的任一处移动时，经由引导部件与单元主体连接的导光部件沿着该引导部件的圆轨道移动。

因此，根据本发明的眼镜安装型图像显示装置，由于可使导光部件在以眼球中心作为基点的圆轨道上移动，因而即使在观察者在眼镜镜片的宽度方向上变更导光部件的情况下，也能可靠地辨认图像。

另外，在本发明的眼镜安装型图像显示装置中，优选的是，所述引导部件具有退避轨道，该退避轨道与圆轨道的末端连接，并经由圆轨道将导光部件照原样引导到收纳区域。这样，通过经由该引导部件使导光部件照原样移动到圆轨道的末端侧，能使导光部件退避并收纳到不妨碍观察者的视野的部位。

并且，在本发明的眼镜安装型图像显示装置中，优选的是，所述眼镜安装型图像显示装置具有转动轴体，该转动轴体具有朝向眼球中心的轴心，所述引导部件能绕该轴心转动。这样，由于可使导光部件经由具有朝向眼球中心的轴心的转动轴体转动，因而不仅可在眼镜镜片的宽度方向上变更导光部件的位置，即使在将导光部件的位置变更为上方、中央和下方的情况下，也能可靠地辨认显示图像。

附图说明

图1是将根据本发明的一实施方式的眼镜安装型图像显示装置安装在眼镜上的状态下示出的外观立体图。

图2是示出由保持件保持的导光部件的外观立体图。

图3(a)是示意性示出图1所示的图像显示装置以及眼球的仰视图，示出导光部件放置在正面显示位置的状态，图3(b)是沿着图3(a)的A-A线的剖面图。

图4是用于说明眼球中心的范围的、在通过眼球的实际中心的平面内示出眼球和目镜的示意图。

图5是用于表示目镜的角度偏差容许界限的、在通过眼球的实际中心的平面内示出目镜和通过该目镜的光线的示意图。

图6是示意性示出图1所示的图像显示装置以及眼球的仰视图，示出导光部件放置在侧面显示位置的状态。

图7是将根据本发明的另一实施方式的图像显示装置安装在眼镜上的状态下示出的外观立体图。

图8是示意性示出图7所示的图像显示装置以及眼球的仰视图，示出导光部件放置在正面显示位置的状态。

图9是示意性示出图8所示的图像显示装置以及眼球的仰视图，示出导光部件被置于收纳姿势的状态。

图10是示意性示出根据本发明的另一实施方式的图像显示装置以及眼球的仰视图，示出导光部件放置在正面显示位置的状态。

图11是将图10所示的图像显示装置安装在眼镜上的状态下示出的侧视图，示出导光部件放置在下方位置的状态。

图12是将图10所示的图像显示装置安装在眼镜上的状态下示出的侧视图，示出导光部件放置在上方位置的状态。

标号说明

1：眼镜安装型图像显示装置；2：安装用具；3：单元主体；4：导光部件；5：保持件；6：图像显示面板；7：滑动件；8：引导部件；8a：引导槽；C：眼球中心；CE：眼球的实际中心；E：眼球；Ea：瞳孔；O：基点；PC：圆轨道；PE：退避轨道；100：眼镜。

具体实施方式

以下，参照附图具体说明本发明的实施方式。这里，图1是将根据本发明的一实施方式的眼镜安装型图像显示装置(以下简称为“图像显示装置”)安装在眼镜上的状态下示出的外观立体图，图2是示出由保持件保持的导光部件的外观立体图，图3(a)是示意性示出图1所示的图像显示装置以及眼球的仰视图，示出导光部件放置在正面显示位置的状态，图3(b)是沿着图3(a)的A-A线的剖面图，图4是用于说明眼球中心的范围的、在通过眼球的实际中心的平面内示出眼球和目镜的示意图，图5是用于表示目镜的角度偏差容许界限的、在通过眼球的实际中心的平面内示出目镜和通过该目镜的光线的示意图，图6是示意性示出图1所示的图像显示装置以及眼球的仰视图，示出导光部件放置在侧面显示位置的状态。

在各图中，安装有本实施方式的图像显示装置1的一般的眼镜100由以下构成：镜片101R、101L；保持该镜片101R、101L的镜框102R、102L；与该镜框102R、102L的左右宽度端一体连接的桩头103R、103L；以及经由铰链部104R、104L与该桩头103R、103L可折叠地连接的镜脚105R、105L。

图像显示装置1具有：单元主体3，其经由安装用具2安装在右侧的镜脚105R上；以及导光部件4，其位于右侧的镜片101R的前面，并使从后述的图像显示面板入射的图像光向观察者的眼球E射出。作为安装用具2，可使用例如螺丝止动型或夹住型的安装用具，然而不限于此。

如图2详细所示，导光部件4在其一端形成有入射部4a，在其另一端形成有射出部4b，在该射出部4b配置有目镜光学部4c，该目镜光学部4c由与显示基于图像光的图像的虚像位置对应的曲率的目镜构成。导光部件4的一端由保持件5保持，在该保持件5内设有图像显示面板6，该图像显示面板6对置配置在导光部件4的入射部4a的端面上，并由液晶显示元件或有机EL显示元件等构成。保持件5的主体部分形成具有使导光部件4插通的开口的口型形状，在其上表面上相互隔开预定间隔配置有剖面大致T形的2个滑动件7，该2个滑动件7被插入在后述的引导部件的引导槽内，并与该引导槽摩擦卡合。并且，对导光部件4的除入射部4a和射出部4b以外的区域实施涂层处理，用于防止外光的侵入。

单元主体3内置有驱动图像显示面板6的电路等，在使导光部件4的沿着引导部件的滑动移动能够自动进行的情况下，也可以内置用于此目的的驱动装置，还可以将单元主体3的内部构成为导光部件4的收纳空间。并且，如图3所示，在单元主体3的下表面配置有引导部件8，该引导部件8的剖面形成大致C形并在内侧具有引导槽8a。引导槽8a具有可形成以眼球中心C作为基点O的半径R的圆轨道P_C的形状。

另外，这里所说的“眼球中心”还包含眼球E的实际中心C_E及其附近区域，即从眼球的实际中心C_E起预定半径R_A的球状区域内部范围。然后，如图4所示，当设从眼球E的实际中心C_E到角膜的距离为L₁，设视距(eye relief，瞳孔与目镜4c的距离)为L₂，以及设目镜的角度偏差容许界限为θ°时，预定半径R_A可根据下式求出：

R_A＝(L₁+L₂)×tan(θ°)…(1)

另外，目镜4c的角度偏差容许界限θ°是指，即使使目镜4c倾斜，通过目镜4c的最边缘部的光线也通过瞳孔而无遮光地存在的界限的倾斜角度。关于角度偏差容许界限θ°，以上下方向的角度偏差为例根据图5(a)和图5(b)进行说明，假定从眼球E的实际中心C_E到角膜的距离L₁为13mm，视距L₂为20mm，目镜4c的纵向宽度D为2.6mm，瞳孔直径

为4mm，当着眼于通过目镜4c的最上边缘部的光线g(光线g在上下方向的半视场角ω是3.4°)时，如图5(b)所示，即使在目镜4c的光线角度(光线g相对于光轴的角度)变动到最大9.4°的情况下，该光线g也能无遮光地通过观察者的瞳孔入射，这里，目镜4c的角度偏差容许界限θ为6°。因此，将L₁＝13、L₂＝20、θ＝6代入(1)式，所述球状区域(图4中用各点所示的区域)的半径R_A为R_A＝3.46mm，只要使圆轨道P_C的中心O存在于包含眼球的实际中心C_E和半径R_A为3.46mm的球状区域的区域内，就能视认图像。

如图3(b)所示，引导部件8的引导槽8a与设在保持件5上的2个滑动件7摩擦卡合，而且将这些滑动件7以使其可滑动且防止其脱落的方式保持。滑动件7和引导槽8a之间的摩擦阻力可通过例如在其间设置弹性部件(省略图示)来获得。由此，保持件5和导光部件4在被施了预定以上的推力F_S的情况下，沿着引导部件8移动，另一方面，在消除了该推力F_S的状态下，被保持在该部位。如图6所示，在引导部件8的长度方向的两端部配置有前壁W_F和后壁W_B，该前壁W_F和后壁W_B防止保持件5的滑动件7从引导槽8a脱落，并作为滑动件7的止动器执行功能。圆轨道P_C的长度L_C为导光部件4朝宽度方向的最大位移距离。这里，设将导光部件4的目镜光学部4c配置在正面时(图3(a)所示的正面显示位置)通过基点O和目镜光学部4c的中央的直线I_F、与使导光部件4移动到最大限度宽度方向外侧时(图6所示的最大侧面显示位置)通过基点O和目镜光学部4c的中央的直线I_SMAX的交叉角度，即最大位移角度α_MAX为40°，圆轨道P_C的长度为至少L_C＝α_MAX×2πR/360°。

在上述结构的图像显示装置1中，当观察者使配置在镜片101R的前表面的导光部件4移动到镜片101R的左右方向中的任一处时，配置在保持件5内的滑动件7在引导槽8a内沿着圆轨道P_C滑动，伴随于此，保持件5和由其保持的导光部件4沿着引导部件8的圆轨道P_C移动。

因此，根据本实施方式的图像显示装置1，由于可使导光部件4在以眼球中心C内作为基点O的圆轨道P_C上移动，也就是说，由于可使导光部件4的目镜光学部4c总是位于通过眼球中心C的直线上，因而即使在观察者使导光部件4朝镜片101R的宽度方向位移的情况下，也能可靠地辨认图像。

图7是将根据本发明的另一实施方式的图像显示装置安装在眼镜上的状态下示出的外观立体图。另外，对与构成所述实施方式的要素相同的要素附上相同的参照标号，省略其说明。在该例子中，使引导部件8的引导槽8a向后方延长来设置退避轨道P_E，该退避轨道P_E将导光部件4照原样引导到收纳区域。

在该例子中，如图8的图像显示装置的仰视图所示，退避轨道P_E具有比该圆轨道P_C的曲率半径R小的曲率半径r，并从与上述例子相同的圆轨道P_C的末端T(转移点)连续地连接到后方。退避轨道P_E不仅可如该例子那样使用比圆轨道P_C的曲率半径R小的曲率半径r来构成，而且可通过使用同一曲率半径R仅使圆轨道P_C延长来构成，或者使用与圆轨道P_C的末端T连接的不规则的轨道(省略图示)来构成，然而从更紧凑地退避、收纳导光部件4的观点来看，优选的是，使退避轨道P_E的曲率半径r小于圆轨道的曲率半径R，或者在曲率半径R的圆轨道的半径方向的内侧设置退避轨道。该例子中的其他结构与在图1～图6中所说明的图像显示装置大致相同。

在上述结构的图像显示装置1中，当观察者使配置在镜片101R的前表面的导光部件4移动到镜片101R的左右方向中的任一处时，保持件5的滑动件7在引导槽8a内沿着圆轨道滑动，伴随于此，导光部件4沿着引导部件8的圆轨道P_C移动。然后，当使导光部件4进一步移动到圆轨道P_C的后方时，配置在保持件5上的滑动件7在引导槽8a内照原样沿着退避轨道P_E滑动，伴随于此，导光部件4被引导到收纳区域。在该收纳姿势下，由于导光部件4和保持件5配置在单元主体3的宽度方向外端的内侧，因而在不使用时，可防止导光部件4等与外部接触而破损、损伤，并可提高美观性。

因此，根据本实施方式的图像显示装置1，如图8所示，即使在观察者使导光部件4朝镜片101R的宽度方向位移的情况下，也能可靠地辨认图像。并且，通过使导光部件4沿着退避轨道P_E移动，可使导光部件4退避到图9所示的状态，然后通过使导光部件最大限度地位移到后方，可将导光部件保持在收纳区域内。

图10是在将根据本发明的另一实施方式的图像显示装置安装在眼镜上的状态下示出的外观立体图。另外，对与构成所述实施方式的要素相同的要素附上相同的参照标号，省略其说明。在该例子中，单元主体3经由配置成使轴心X朝向眼球中心C的转动轴体9与安装用具2连接。该转动轴体9以枢轴(销状的枢轴)为例来示出，其一端与安装用具2的侧壁连接，其另一端与和该安装用具2的侧壁对置的单元主体3的侧壁连接，从而可使单元主体3绕轴心X相对于安装用具2转动(参照图11、图12)。在该例子中，将转动轴体9以可转动且防止脱落的方式支撑在穿设于单元主体3和安装用具2中的至少一方内的嵌合孔(轴承部)内，转动轴体9通过与保持转动轴体9的轴承部的相互间的摩擦卡合，可任意变更转动角度。也就是说，在施加了上、下方向的推力F_U、F_D的状态下，如图11、图12所示转动，在消除了该推力F_U、F_D的状态下，被保持在该部位。

如图10所示，优选将转动轴体9配置成使其轴心X在眼镜100的俯视图中通过眼球中心C，由此能可靠地辨认基于从导光部件4射出的图像光的图像。也就是说，不用避开目镜光学部4c的朝向眼球中心C的光轴，可使引导部件8的圆轨道P_C倾斜。优选的是，单元主体3的相对于安装用具2的转动角度在眼镜的侧视图(参照图11、图12)中，相对于通过眼球中心C的水平面在上下方向为±30°以下(也就是说，使角度βU、β_D分别为30°以下)。

在上述结构的图像显示装置1中，除了所述实施方式的图像显示装置的效果之外，当经由具有朝向眼球中心C的轴心X的转动轴体9使单元主体3转动时，伴随于此，引导部件8也绕该轴心X转动。此时，由于引导部件8的转动轴心通过眼球中心C，因而即使在使导光部件4朝镜片101R的上下方向位移的情况下，而且如图11(b)、图12(b)所示，进一步从该位置开始朝右方向(后方)沿着圆轨道P_C位移的情况下，也可使目镜光学部4c总是位于与眼球中心相同的直线上。

因此，根据本实施方式的图像显示装置1，在导光部件4的位置不仅在镜片101R的宽度方向上变更，而且变更为上方、中央和下方的情况下，都能可靠地辨认显示图像。

上述只不过示出本发明的实施方式的一部分，只要不脱离本发明的主旨，就能将这些结构相互组合起来，或者施加各种变更。例如，在上述例子中，假定滑动件7相对于引导槽8a的位置保持是通过它们相互间的摩擦卡合来进行而作了说明，然而也可以取而代之或者在此基础上进一步使用止动器等位置保持单元。转动轴体的转动保持也一样。并且，沿着引导部件的导光部件4和保持件5的移送可以自动进行而不是手动进行。并且，具有在眼球中心C内拥有基点O的圆轨道的引导部件不限于上述结构，例如可以使在侧部具有齿且沿着该圆轨道弯曲延伸的棒状体与导光部件连接，设置与该齿卡合的齿轮，通过使该齿轮旋转来上述进行引导。并且，在所述例子中，转动轴体可以设在与单元主体不同的部件上，也可以直接设在引导部件上。而且，图像显示面板也可以配置在单元主体内。

根据本发明，可提供一种能在眼镜镜片的任意位置处辨认图像的眼镜安装型图像显示装置。

Claims

1.一种眼镜安装型图像显示装置，该眼镜安装型图像显示装置具有单元主体和导光部件，所述单元主体安装在眼镜的镜脚上，并具有图像显示面板的驱动电路系统，所述导光部件位于眼镜镜片的前表面，来自该图像显示面板的图像光入射到所述导光部件，并向观察者的眼球射出，所述眼镜安装型图像显示装置的特征在于，

在所述单元主体上设有引导部件，该引导部件具有以眼球中心作为基点的圆轨道，并将导光部件以能够沿着该圆轨道滑动的方式进行保持。

2.根据权利要求1所述的眼镜安装型图像显示装置，其特征在于，所述引导部件具有退避轨道，该退避轨道与圆轨道的末端连接，并经由圆轨道将导光部件照原样引导到收纳区域。

3.根据权利要求1或2所述的眼镜安装型图像显示装置，其特征在于，所述眼镜安装型图像显示装置具有转动轴体，该转动轴体具有朝向眼球中心的轴心，所述引导部件能绕该轴心转动。